江苏战略性新兴产业观察|攻高端前沿,新材料产业大省向强省跨越

“最江苏”导读

2018年江苏省战略性新兴产业规模位居全国第一。战略性新兴产业代表新一轮技术革命和产业变革的方向,对经济社会发展全局具有重要的带动引领作用。“最江苏”推出“江苏战略性新兴产业观察”系列文章,从江苏省“十三五”战略性新兴产业发展规划的十大产业领域切入,解读各地发展经验。

新材料,是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能。功能材料主要是利用其所具有的电、光、声、磁、热等功能和物理效应。

江苏既是新材料制造大省,也是新材料需求大省,具有良好的产业基础和市场空间。目前,江苏新材料产业技术水平和综合实力全国领先,集群化发展优势明显。

以突破前沿技术和培育高端产品为主攻方向,江苏着力推动先进基础材料产业转型升级,扩大国内外市场占有率,重点突破关键战略材料的产业化和规模应用,积极开展前沿新材料的研发和提升产业化应用水平,打造一批国际先进、具有品牌效应和地区特色的产业集群,促进从新材料产业大省向强省的跨越。

先进基础材料产品迭代

在南京玻纤院展览室,展陈的内容令人震撼。飞机、运载火箭、舰船、神舟飞船、高新武器、高铁……你可能很难想象,这些大国重器都与南京玻纤院研发的产品——玻璃纤维、碳纤维等有关。

“虽然这些玻璃纤维、碳纤维样品都细若蚕丝、柔软如棉,可事实上,添加到材料里后,它们不仅比钢质量更轻,而且比钢强度更强,同时还具有透光、耐温等特点。”南京玻纤院董事长、全国碳纤维标委会主任委员赵谦介绍。

2019年,中材科技南京玻纤院发明专利《一种高强玻璃纤维池窑拉丝方法及其装置》荣获第二十届中国专利奖银奖。南京玻纤院此次获奖的专利,实现了高强玻璃纤维及其制造技术的全面突破及跨越式发展,加快了新技术、新产品、新装备的高端化、成套化和产业化步伐,对于推动高强玻璃纤维行业科学技术进步、实现创新及绿色发展具有重要作用。本专利产品在航空、航天、船舶、兵器、能源等行业得到迅速发展与应用。

南京玻纤院是为配合国家“两弹一星”战略于1964年成立的,也是我国唯一从事玻璃纤维、碳纤维及复合材料研究、开发、生产、应用的综合性科研院所。50多年来,南京玻纤院一直围绕高性能纤维制造、纤维及复合材料应用评价、军工配套和标准化等工作不懈奋斗,并取得显著成绩。

江苏战略性新兴产业观察|攻高端前沿,新材料产业大省向强省跨越

位于镇江丹阳市丹北镇后巷村的天工国际有限公司,从三十几年前的一个村办“开关厂”,成长为中国特种工具钢、模具钢、钛材料及切削工具生产制造商,连续5年位列世界模具钢企前三强、中国第一位。

天工国际M42高速工具钢目前占国际市场份额高达60%以上。这款产品在炼钢过程中一些化学元素掌控不好,就会影响钢材的纯净度,导致拉丝过程中无法生产合格产品,所以以前全部依赖进口。天工研发团队经过长期试验,终于攻克炼钢过程中氯氮氰含量等关键数据,掌握了产品生产的核心技术。

粉末冶金钢目前国内没有产业化生产线,产品绝大多数依赖进口。天工与北京钢铁研究总院共建中国首家粉沫末冶金研究院,同时聘请乌克兰专家,已经攻克技术难题,具备产业化生产能力,关键设备已从奥地利进口,未来将试产,投产后将成为国内唯一大批量生产粉沫冶金高速钢、模具钢、铝合金的企业,成为公司新的经济增长极。

江苏加快发展高性能、差别化、功能化的先进基础材料,推进高性能特钢、特种工程塑料、先进有色金属材料和无机非金属材料等领域产品的更新换代。

高性能特钢方面,江苏要求积极发展超超临界火电机组用特钢、高速列车和风电机组等重大装备用轴承钢、变压器和电机用超低铁损高硅电工钢、新一代核电装备用特殊钢、高性能耐磨钢与高速工具钢、海工装备高抗腐性特种钢。

先进无机非金属材料方面,江苏要求重点发展特种玻璃、高性能玻璃纤维、玄武岩纤维、高纯度石英材料、高性能摩擦材料、绿色新型耐火材料等先进无机非金属材料及制品。

关键战略材料引领未来

2017年5月,港珠澳大桥岛隧工程海底隧道的最终接头——重约6000吨的钢结构混凝土预制件在伶仃洋主航道对接完成,承担此次吊装任务的,是世界最大单臂全旋回起重船“振华30”。鲜为人知的是,工程中还有一个至关重要的施工部件——由14万根高强度纤维丝组成的吊带。它不仅要承受得住相当于22架空客A380重量的隧道,还要在整个吊装过程中确保平衡,这个“吊带”就是由扬州的仪征化纤公司生产的。

“吊起港珠澳大桥预制件的这些‘丝线’,是我们生产的超高分子量聚乙烯纤维。”仪征化纤公司相关人士介绍,超高分子量聚乙烯纤维,直径只有0.5毫米,相当于头发丝般细小,但强度是普通尼龙绳的20倍。别小看这样一根细丝线,它的承重力能达到35公斤,相当于可以吊起一个小孩的重量。港珠澳大桥所用的吊带,一条就由十几万根这样的丝线组成。

2007年,仪征化纤“300吨/年高性能聚乙烯纤维干法纺丝成套技术开发”被列入中国石化科技创新攻关项目。经过产学研的联合攻关,2008年、2011年,国内首套300吨/年、1000吨/年干法纺丝高性能聚乙烯纤维工业化生产线在仪征化纤先后建成投产,打破了国外独家技术垄断,产品达到国际水平,使得我国成为第三个掌握此项技术并实现产业化的国家。

江苏战略性新兴产业观察|攻高端前沿,新材料产业大省向强省跨越

2019年,苏州倍丰创始人、澳大利亚工程院吴鑫华院士在美国里诺举行的国际航空材料大会上正式宣布,经过近两年的研究,吴院士领导莫纳什大学研究团队成功开发出了牌号为Al250C的高强高韧增材制造专用铝合金材料,为3D打印铝合金材料再添一名明星成员。

采用该高强铝合金材料所开发的航空散热结构件成功替代了传统采用钛合金制作的中温构件,大幅度减轻了该结构件的设计重量,成功帮助法国某型号发动机实现瘦身。

苏州倍丰还利用该材料打印出了致密度、强韧性等性能指标良好的Al250C航空铝合金产品。同时,他们还会进一步研究Al250C生产工艺的优化及其极具潜力的规模化工业应用。研发团队通过了化学成分调整、后处理工艺优化等手段,采用自主拥有高强铝合金雾化凝固过程的控制技术和高纯气体雾化技术,生产出批次性稳定、性能优异的高强耐热该新型铝合金Al250C粉体材料,已经达到了商业化应用的标准。

目前,江苏加快发展高性能纤维、高温合金材料、高性能膜材料,以及稀土功能材料、新型电子信息材料、先进陶瓷材料,引领未来先进装备制造业的优化升级。

前沿新材料走在前列

在苏州纳米所的展馆内,碳纳米薄膜被放在最显眼的位置,远看就似一张细薄的黑色纸张,非常轻薄。在装备制造领域它已有所应用,例如展馆内的一件冲锋衣,由于加入了碳纳米材料,可以快速“充电”加热,可方便用户在极寒地旅游、考察。

2018年,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所正式与空客(北京)工程技术中心签署合作协议,并宣布成立“航空纳米材料联合实验室”。双方以市场化为方向,加快纳米材料在民用飞机上的应用,这也是空客在纳米领域首次与中国方面签署的战略合作。

联合实验室通过纳米材料改良机身、机翼,还将为飞机健康运行提供“智能化服务”。组建20多人的研发队伍,以纳米材料改性空客A350中的碳纤维,此外,还将在所用的纳米薄膜中增加“感应元件”,建立智能感知系统,为机身的保养、运维提供数据参考。

江苏战略性新兴产业观察|攻高端前沿,新材料产业大省向强省跨越

室外阴雨绵绵,而常州市江南石墨烯研究院一楼的实验室内却可谓热火朝天,一些企业团队正忙着试验样品。

全球首条单层石墨烯吨级生产线、全球首款石墨烯手机电容触摸屏、全球首款石墨烯重防腐涂料、全球首款智能发热服……近年来,常州石墨烯产业从无到有,快速生长,诞生了多项首创之举。

2011年,江南石墨烯研究院在常州成立,这也是全球第一家专业从事石墨烯材料研发和产业化的新型研发机构。以西太湖科技产业园为主阵地,常州的石墨烯产业化之路由此开启,优惠政策与扶持力度,也吸引人才纷至沓来。

“以科学家领导的团队和民营企业结合,常州形成了非常有活力的创新型小微企业模式。”上海理工大学教授杨俊和说,从实验室的研究成果、到产品应用、再到兼顾性价比与质量标准的商品,石墨烯产业还有很长一段路要走,这也是世界共同面临的课题。目前,中国已形成多个石墨烯创新聚集区,江苏常州正是其中之一。“在石墨烯发展应用,特别是产业化和产业集聚方面,常州走在了全国前列。”

江苏重点发展纳米材料、石墨烯等新型二维材料、超材料、仿生与智能材料等,积极推广前沿新材料在能源、生物医药、电子信息、节能环保等领域的应用。

资料来源:中国经济信息社江苏中心、南京日报、新华日报、中国江苏网、东方网、新民晚报、中国江苏网


分享到:


相關文章: